植物之间是否可以进行交流？
想象一下，当你走进一片茂密的森林，你看到的不仅仅是独立的树木，而是一个互相联系、共同协作的生命网络。它们之间确实在“说话”，只不过用的语言是化学物质、电信号，甚至是真菌的网络。
化学信号：植物的“信使”
这是植物之间交流最广为人知，也是最直观的一种方式。当植物遭遇危险，比如被昆虫啃食，它们会释放出挥发性有机化合物（VOCs），这些化学物质就像是植物发出的警报信号。
示警信号： 想象一棵被毛毛虫啃食的番茄植株，它会释放出特定的VOCs。这些气体飘散到空气中，被附近的另一株未受损的番茄植株接收到。接收到信号的植株会立即做出反应，比如增强自身的防御机制，比如产生更多的防御性化学物质，使得昆虫觉得这株植物“不好吃”。这就像是它们在互相喊话：“嘿，危险来了，快做好准备！”
吸引帮手： 有些植物在被啃食后释放的VOCs，不仅能示警同伴，还能吸引天敌的“天敌”。比如，某些棉花植株在被棉铃虫啃食时，会释放出吸引寄生蜂的化学信号。这些寄生蜂会飞来，将卵产在棉铃虫体内，最终杀死棉铃虫。这就像是植物在呼叫“雇佣兵”来帮助自己作战。
识别“亲戚”： 研究还表明，植物能通过土壤中释放的根部分泌物，识别附近的植物是否是自己的“亲戚”。它们对待亲戚的方式可能有所不同，比如会与亲戚“分享”资源，或者在竞争时表现得更“宽容”一些，不像对待非亲戚那样激烈。这就像是它们能通过气味分辨出“自己人”和“外人”。
地下真菌网络：隐藏的“互联网”
除了空气中的化学信号，植物之间还通过一个更为庞大的地下网络进行交流，那就是菌根网络（Mycorrhizal Networks），也被称为“伍迪伍德”（Wood Wide Web）。
真菌的“媒介”作用： 许多植物的根系都与土壤中的真菌形成共生关系。这些真菌的菌丝体（细丝状的结构）会像一张巨大的网络一样遍布土壤，连接着不同的植物。植物为真菌提供碳水化合物，而真菌则帮助植物吸收土壤中的水分和矿物质。
传递信息和资源： 更令人惊叹的是，这个真菌网络不仅仅是物质交换的通道，还是信息传递的“高速公路”。当一株植物受到病虫害侵扰，它可以通过这个网络向附近的植物传递化学信号。更有趣的是，一些研究表明，在极端情况下，健康的植物甚至可以通过这个网络向生病的或资源匮乏的同伴输送碳水化合物，帮助它们生存下去。这就像是一个秘密的地下通信系统和资源分配网络。
共享“知识”： 还有证据表明，植物可以通过这个网络传递关于昆虫攻击的信息，让其他植物提早做好准备。这就像是它们在共享“战斗经验”。
电信号：快速的“内部通讯”
类似于我们神经系统传递电信号，植物内部也存在电信号的传递。虽然这些信号主要是在植物体内传递，但有研究开始探索它们是否也能在植物之间进行某种形式的传递，尤其是在通过根系或真菌网络接触的情况下。
快速反应： 当植物的叶片受到损伤时，会产生电信号，这些信号能够迅速传递到植物的其他部位，触发防御反应。
潜在的植物间交流： 虽然这方面的研究还处于早期阶段，但科学家们推测，在某些情况下，这些电信号可能通过共生的真菌网络传递给其他植物，实现比化学信号更快速的信息传递。
声音信号？仍在探索的领域
这是一个更具前瞻性的概念，目前还没有完全确凿的证据，但一些研究者正在探索植物是否也能产生或感知声音信号。
超声波的可能： 一些实验发现，当植物处于胁迫状态（如缺水）时，会发出超声波的咔哒声。虽然这些声音的传播距离和在植物间传递的有效性仍需更多研究，但这为植物间的非化学、非生物介导的交流打开了新的想象空间。
理解的局限性
需要强调的是，我们对植物交流的理解还远未完整。
不是“有意识”的交流： 植物的交流更像是一种基于化学和物理反应的本能行为，而不是有意识、有目的的对话。它们没有大脑，没有意识，它们的回应是它们生存策略的一部分。
情境的依赖性： 植物的交流方式和有效性很大程度上取决于环境条件、植物种类、以及它们之间的亲缘关系等多种因素。
总结来说，植物并非孤立的存在，它们通过各种精巧而复杂的方式相互影响、传递信息、甚至协作。它们通过空气中的化学信使发出警报和求援，通过地下的真菌网络建立联系和共享资源，甚至可能利用电信号实现快速反应。 这种交流虽然与我们人类的语言交流截然不同，但它们构成了生命世界中一个充满智慧和韧性的网络，展现了生命惊人的适应力和互助性。下一次你漫步在植物世界中，不妨想象一下，你可能正置身于一场无声的、却无比重要的“对话”之中。
网友意见
首先交流未必非靠说，只要能把“信”送到，怎么着都成。所以生物之间的交流可以靠声波、视觉图像还有信息素分子等等。
- 植物是怎么保持通话的？
对植物而言，铺设通讯系统，最好就近取材、就地取材。虽然植物没有神经元，但它们可以合成海量的、结构不同、活性不一的化学分子，后者即可以打造为信息的载体。一句话，植物间的交流，母语是“化学语言”，第二外语才是“声波语言”。
先说母语。去植物细胞的膜上看看吧，那里遍布着可以结合化学分子的蛋白受体。它们就是一扇扇城门，化学信使取道于兹，一路或三百里加急、或六百里加急把消息传递到细胞核。当然，小分子化合物如 、萜类/半萜类化合物也可以经由气孔，直接进入细胞内部[1]。紧接着，基因组将启动或关闭特定基因，然后将令一出，特定位置的特定细胞的特定代谢发生改变——这就叫“运筹帷幄之中，决胜千里之外”。
典型的植物帝国通讯范例，是这样运作的（以玉米为例）：
两棵玉米做邻居，一个生长过盛，自家叶子挤到了另一棵玉米“身上”。这时，后者可把叶面上的机械刺激，转换为根上的化学语言，说给前者对根“听”，邻居玉米“愧而退”，转向别的地方开疆拓土。当把受过机械刺激的玉米液体培养基，再拿来培养另一棵玉米幼苗时，后者的根“迟疑不前”，好像知道此地已被同类扎根[2]。
有的植物，它们的信使RNA（对，就是以往被认为太脆弱、寿命短暂的mRNA），甚至能直穿城门，俨然御史钦差，直接向目标基因组发号施令。这种情况多见于寄生植物和宿主植物之间，比如菟丝子、独脚金、肉蓰蓉和拟南芥、番茄[3]。当菟丝子遇到拟南芥时，会单刀直入，用附根刺入拟南芥体内，然后像科幻电影一样展开“深层对话”，“说服”靶细胞的基因主动配合，关闭免疫防御系统，放它们的母体进来。
- 再说植物的第二外语
跟人类一样，植物确实能听见声音：它们的细胞膜上有机械力受体蛋白，它们多且小，而且是多毛的结构，能感受细微的风吹草动[4]。
比如，探测水源时，植物的根有两个办法：对渐近的水源就靠检测土壤湿度梯度变化；对较远处的水源就靠声波探测[5]。即使把两棵胡椒用塑料袋遮蔽起来，化学语言行不通之后，它们依然能靠微弱的声音进行交流[4]。当然，植物能听见声音最明显的例子，就是抖音上不禁吓的含羞草短视频，一声怪吼就吓得叶片闪电一般合闭！
- 窃听一下，植物都在交流什么？
首先，植物聊天的话题并不多，这是可以理解的。
研究人类“心语”的科学家告诉我们，人类祖先一开始交流的东西同样不多，以至于最古老的词汇还不到100个[6]。长期进化以后，复杂社会和文化出现，它们“带来了”高级的词汇和语法。莎士比亚不出，英语不典雅。只不过，植物没有腿脚，也没有莎士比亚，所以“话风”简练而不花哨。值得一谈的主题，也就是防务了。
所以，植物之间（plant to plant）的交流基本以“合作-御敌”为主，兼顾其他。
这里，每一棵树都是一座烽火台，当遭遇虫害袭击时，狼烟四起，并向更远处依次传递。这种“化学狼烟”（挥发性有机物，BVOCs），可以是柳树叶片里合成的乙烯，后者经风媒传播，可让周围70米内的柳树收到预警[1]，也可以是山艾合成的茉莉酮酸甲酯，后者也能经风传播，通知邻居山艾防御[4]。
当非洲金合欢树被啃噬，它们叶片中单宁酸含量就会直线上升，周围45米范围内的金合欢树也能接到信号，并在5-10分钟内厉兵秣马，合成大量单宁酸以备敌[7]。不过，整体而言化学语言站远了就听不见（一般不超过1m），因为BVOCs类物质会与空气中的臭氧、羟基、硝酸根基团发生反应而失效[1]。
其次，不同种的植物亦可结盟，也就是柳树制造的“化学狼烟”，能跨物种“广而告之”，被杨树、糖枫接收到[7]。同理，利马豆遭昆虫袭击后，也能把危险信号传递出去，长在它周围的野生青豆和黄瓜，会生长得更快、防御力更强[8]。
上文提及的山艾受伤后，也能告知周围的番茄和烟草，前者随后合成昆虫消化道酶抑制剂，后者则合成防御性多酚氧化酶。生长季过去，那些接到友军预警的植物受蚱蜢和地老虎的损害最少，这都拜“哨兵”山艾所赐[4]。
值得一提的是，植物可以靠交流是辨别异己。
凤仙花属植物可与同类友好地并存于“一盆之内”，但一旦发现对方是“陌生人”（根、叶探测器一接触即知），便会加速生长，根和茎的加速伸长，而叶片数量猛增[1]。
最后，植物还有跨界交流的本领。
只因为，植食性昆虫都不傻，它们能根据BVOCs的比例，破译植物的语言，并在万紫千红的“背景噪声”中定位到目标。
为了应对，植物一方面启动免疫，改换BVOCs成分比例，比如欧洲白桦，当遭遇尺蠖蛾幼虫，它们能在2-3分钟迅速反应，大量合成释放醛类化合物“驱虫”[1]；另一方面，一旦前招不奏效，将再次更换“电台频道”、请外援，比如玉米，当落败于甜菜黏虫时，它们可迅速合成并释放吸引寄生黄蜂的化学物质，让后者飞来在甜菜黏虫体内产卵，这就叫“借刀杀虫”。
可惜的是，商业化种植的杂交玉米正在失去这一本领，一些品种已经无法用化学语言招引寄生黄蜂，来为它们杀死蔗螟蛾[4]。
- 人类能从中学到什么？
对植物间交流的研究，曾在上世纪80年代刚起步就进入了死胡同。1983年，两篇论文告诉世人，植物可以互相交流的，柳树、杨树和糖枫可共享昆虫来犯的信息。当时科学家感兴趣的是，没有神经中枢的柳树和杨树，到底是如何传输、接收以及解码信号的，以及除了化学信号，它们还能交流什么等等[1]。
但很快，这类研究被边缘化。一方面是因为媒体和记者在报道时，把植物拟人化，做的纪录片中，植物俨然是“能说会道的神奇小精灵”，这让一些科学家感到反感；另一方面，大部分科学家认为，植物没有神经元系统，它们的“社会性”并不突出[2]；那些痴迷记录植物生物电信号，声称植物语言有的很冷峻，有的很幽默的人，实在是乱来。
现在看，痴迷把植物拟人化不合适。但，全盘否定植物的“社会性”也是一种“人类中心主义”作祟。一方面，行为固然必须有生理基础，生物特征划定了文化的范围，所以“你不可能教会一条狗打扑克”[1]，但另一方面，生物进化在同一需求面前有趋同性，所以西藏人和因纽特人虽然在进化上走了不同的道路，但最后都适应了高寒和少膳食纤维摄入的居住与饮食环境。
其中，因纽特人长期使用高脂的海豹肉而不得动脉硬化，这是因为他们体内跟不饱和脂肪酸浓度有关的FADSs基因发生了变异[9，10]。最近，我国科学家发现哈萨克族人长期食用牛羊马驼和耗牛肉，心脑血管病风险反而比汉族人低，则是因为他们体内发生了一个跟胆固醇吸收相关的基因变异：脚手架蛋白LIMIA1突变后，吃下去的胆固醇都随粪便排出了体外[11]。
瞧，一道难题，有多种解答方法。
同理，植物与动物、人类一样，都有“合作求生”的需求，因此进化出两套迥然不同的通讯系统，一点也不奇怪。人类不能以没有神经元为理由，就否定植物智能和社会性的一面。不然，就等于从逻辑上否认了强人工智能的任何可能性，毕竟硅基的计算机也没有神经元。
不妨尝试用植物的眼光重新打量世界吧！那样一来，你会看见或听见一个崭新的世界。
写在最后：
人类对世界的感知是建立在生理器官和物理规律上的，想象力能突破它们的限制。想想透过蜂鸟之眼看花的例子吧：跟人类不同，蜂鸟的眼睛能看见紫外光，所以能看见花瓣上，专为指引它们降落的紫外色素发出的光[11]。
我曾为这种人眼看不见的现象写了一首小诗，可以用来做本文的结束：
每一片花瓣都是一块机场
幽幽点点放射紫外光
以供蜂鸟自夜空稳稳垂降
密集堆放的花蜜好似航空燃油
补给蜂鸟下一次远飞的能量
作为交换，蜂鸟航班把花粉带到他乡。
参考文献：
1. Maja Simpraga et al., Language of plants: Where is the word? Journal of Integrative Plant Biology, 2016;
2. Ali Elhakeem et al., Aboverground mechanical stimuli affect belowground plant-plant communication, Plos
One,2018;
3. Monica Gagliano et al., Learning by association in Plants, Sci. Rep. 2016;
4. Monica Gagliano et al., Love your neighbour: facilitation throught an alternative signalling modality in plants, BMC Ecology, 2013;
5. Monica Gagliano et al., Tuned in: plant roots use sound to locate water, Oecologica, 2017;
6. Binder JR. Toward a brain-based componential semantic representation, Cogn Neuropsychol.,2016;
7. Martin Hell, Nightshade wound secretion: the world’s simplest extrafloral nectar? Trends in Plant Science, 2016;
8. Cory.E.Jacob et al., Neighbour presence, not identity, influences root and shoot allocation in pea, Plos One,2017;
9. Tada et al., A de novo mutation of the LDL receptor gene as the cause of familial hypercholesterolemiaidentified using whole exome sequencing, Clin Chim Acta.,2016;
10. How the Inuit adapted to Ice Age living and a high-fat diet,2015;
11. Ying-Yu Zhang et al., A LIMA1 variant promotes low plasma LDL cholesterol and decreases intestinal cholesterol absorbtion, Science,2018;
12. 迈克尔·托马塞洛，《人类沟通的起源》，2009；
作者：分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所 韩飞
出品：科学大院
科学大院是由博览运营的院官方科普微信公众号，欢迎订阅（ID： kexuedayuan），一起倾听植物的“声音”：）
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